Метеостанция Arduino
Я решил написать подробную статью, рассказывающую все аспекты создания метеостанции Arduino, по скольку сразу сложно охватить весь процесс. Мое исполнение метеостанции удобно тем, что ее данные сохраняются на компьютере.
- локальная сеть, построенная с помощью Wifi роутера
- компьютер
Arduino UNO(Я использовал китайскую реплику.)
- USB кабель, для соединения с Arduino.
барометр BME280 5В I2C (датчик температуры, влажности, давления)
- паяльная станция с феном
- припой 0.7 мм
- флюс.
Wi-Fi модуль ESP8266 версии ESP-01
- 4 кабеля мама-папа для макетной платы.
- 4 кабеля папа-папа для макетной платы
- 4 кабеля длинной 50 см для макетной платы.
- 8 тонких термоусадчных трубок длинной 10 см каждая.
- 1 большая термоусадочная трубка такого диаметра, чтобы в нее вошли «4 кабеля длиной 50 см для макетной платы» вместе с другими термоусадачными трубками
Настройка сети
Каждый компьютер в сети должен видеть устройство, на котором находится сервер.Желательно установить у всех компьютеров в сети одинаковые рабочие группы.
![](https://habrastorage.org/webt/ud/9g/do/ud9gdo-xql0u2zohzhhjggrgggs.jpeg)
Нажмите, чтобы увеличить.
Следует отключить брадмаузер и другие фаерволы.
В настройках сети, в свойствах беспроводного адаптера, во вкладе доступ, ставим в начале галочку «позволить другим пользователям доступ» и затем — нажимаем настройки;
в настройках ставим все галочки, у вас вместо цифр будут отображаться названия служб.
![](https://habrastorage.org/webt/tm/rp/iu/tmrpiumi5cfgy2z__uewznwfsfm.jpeg)
Нажмите, чтобы увеличить.
![](https://habrastorage.org/webt/l5/aj/oe/l5ajoew55mnqtr9or8wr5q7gvfq.jpeg)
Нажмите, чтобы увеличить.
Необходимо открыть 80 и 3306 порт в роутере. Я покажу на примере роутера Tenda: во-первых, узнать ваш Локальный IP адрес, для этого нажмите на значок беспроводной сети. Далее в открывшийся панели возле имени вашей сети появится Свойства. После, пролистайте вниз.
![](https://habrastorage.org/webt/9a/sk/ui/9askui6kcvu7i04omioewoz5cpg.jpeg)
Нажмите, чтобы увеличить.
Далее открываем веб-страницу роутера, у меня это http://192.168.0.1, вводим пароль от роутера, нажимаем Advanched settings, потом Virtal Server.Затем вводим сначала Локальный IP, и порт 80.Затем повторяем операцию, но вводим порт 3306.
![](https://habrastorage.org/webt/j7/wd/3u/j7wd3umngfpeofjenbduzck8ivq.jpeg)
Нажмите, чтобы увеличить.
![](https://habrastorage.org/webt/1o/ji/tt/1ojittsmyle-r6cg36dzxxjyfdw.jpeg)
Нажмите, чтобы увеличить.
Нам необходимы следующие компоненты:
- Apache — сюда будут посылаться данные с метеостанции.
- PHP — будет подхватывать данные с метеостанции, и сохранять бд.
- Mysql — базы данных где будут сохраняться температура, так как средствами только PHP невозможно обеспечить отображение для нескольких компьютеров и других устройств.
- HeidiSQL — просмоторщик, и редактор базы данных (можно использовать любой другой, например:«PhpMyAdmin»).
На настройку сервера Apache подробно описывать не буду, так в интернете много информации.Главное настроить Apache и MySQL на видимость в локальной сети.
После этого создайте таблицу в базе данных — там будет сохраняться температура.
Пример моей страницы обработчика( показаний датчика) на сервере:
$link = mysqli_connect("имя сервера в апач", "root", "пароль к бд", "база данных");
if (!$link) {
echo "Ошибка: Невозможно установить соединение с MySQL." . PHP_EOL;
echo "Код ошибки errno: " . mysqli_connect_errno() . PHP_EOL;
echo "Текст ошибки error: " . mysqli_connect_error() . PHP_EOL;
exit;
}
echo "Соединение с MySQL установлено!" . PHP_EOL;
echo "Информация о сервере: " . mysqli_get_host_info($link) . PHP_EOL;
if(isset($_GET['temp'])){
$c=$_GET['temp'];
$vlah=$_GET['vlah'];
$davlen=$_GET['davlen'];
$sql = "UPDATE `temp1` SET `C`='$c',`vlah`='$vlah',`davlen`='$davlen' WHERE `id`='1'";// Занесение данных в бд
mysqli_query($link,$sql);
}
echo"<br>";
$sql1="SELECT * FROM `temp1`";//Отображение данных
$result = mysqli_query($link,$sql1);
$row = mysqli_fetch_all($result,MYSQLI_NUM);
echo "Температура ";
echo $row[count($row)-1][0];
echo " C";
echo"<br>";
echo "Давление ";
echo $row[count($row)-1][1];
echo "hPa";
echo"<br>";
echo "Влажность ";
echo $row[count($row)-1][2];
echo "%";
3. Настройка esp8266
Соедините esp-01 в адаптер и подсоедините его к Arduino следующим образом: Rx-RX, TX-TX, GND-GND, VCC-5V ;
Заземлите порт RESET Arduino в GND;
![](https://habrastorage.org/webt/na/n8/3k/nan83kwjixwsyljtavnoforknnm.jpeg)
Нажмите, чтобы увеличить.
Подключите arduino к компьютеру, откройте Arduino IDE, затем Serial Monitor.Затем укажите Rate 115200, и
Both NL & CR.
![](https://habrastorage.org/webt/hz/w_/jg/hzw_jgmc7muyjvzrfsq9gvd6zwa.jpeg)
Нажмите, чтобы увеличить.
- Введите команду AT.
- Высветиться OK.
- Введите AT+RESTORE, это спросит модуль на заводские настройки.
- Введите AT+CWMODE_CUR=1, это переведет модуль в режим клиента.
- Введите AT+CWJAP_CUR=«Имя_сети», «Пароль» — подключение к вайфай.
- Высветиться OK, если соединение произошло.
Настройка bme280 и финальная сборка
Соедините выводы согласно схеме(внимание на схеме изображен esp8266 без адаптера, но в реальности его надо соединить с адаптером, а уже из
адаптера 4 вывода имеют туже функцию что изображены на схеме. )
![](https://habrastorage.org/webt/2y/gz/8w/2ygz8w6joha1nexv-e5fdezoqus.jpeg)
Нажмите, чтобы увеличить.
Откройте Arduino IDE и вставите следующий код:
#include <Wire.h>
void setup(){
Wire.begin();
Serial.begin(9600);
while (!Serial);
Serial.println("\nI2C Scanner");
}
void loop(){
byte error, address;
int nDevices;
Serial.println("Scanning...");
nDevices = 0;
for(address = 8; address < 127; address++ ){
Wire.beginTransmission(address);
error = Wire.endTransmission();
if (error == 0){
Serial.print("I2C device found at address 0x");
if (address<16)
Serial.print("0");
Serial.print(address,HEX);
Serial.println(" !");
nDevices++;
}
else if (error==4) {
Serial.print("Unknow error at address 0x");
if (address<16)
Serial.print("0");
Serial.println(address,HEX);
}
}
if (nDevices == 0)
Serial.println("No I2C devices found\n");
else
Serial.println("done\n");
delay(5000);
Откройте Serial Monitor, и запомните высветившийся IC2 adress.
Скачайте библиотеки Библиотека Датчика, Сенсорная библиотека и распакуйте их в C:\Users\user\Documents\Arduino. Откройте
C:\Users\user\Documents\Arduino\libraries\Adafruit_BME280_Library-master и измените адрес:
![](https://habrastorage.org/webt/6h/zj/wj/6hzjwjvtf2-tqipynjsl6nneqck.jpeg)
Нажмите, чтобы увеличить.
Откройте Arduino IDE и поместите код:
#include <SoftwareSerial.h>
#define RX 10// Пин подключения к esp8266
#define TX 11// Пин подключения к esp8266
String AP = "Aleks"; // Имя сети
String PASS = "1brui47ci881"; // Пароль
String HOST = "192.168.0.185";//ваш локальный ип
String PORT = "80";//порт апача
String field = "field1";
int countTrueCommand;
int countTimeCommand;
boolean found = false;
int valSensor = 1;
SoftwareSerial esp8266(RX,TX);
#include <Wire.h>
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_BME280.h>
#define BME_SCK 13
#define BME_MISO 12
#define BME_MOSI 11
#define BME_CS 10
#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)
Adafruit_BME280 bme; // I2C
//Adafruit_BME280 bme(BME_CS); // hardware SPI
//Adafruit_BME280 bme(BME_CS, BME_MOSI, BME_MISO, BME_SCK); // software SPI
unsigned long delayTime;
void setup() {
Serial.begin(9600);
bool status;
// default settings
// (you can also pass in a Wire library object like &Wire2)
status = bme.begin();
if (!status) {
Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");
while (1);
}
esp8266.begin(115200);
sendCommand("AT",5,"OK");
sendCommand("AT+CWMODE=1",5,"OK");
sendCommand("AT+CWJAP=\""+ AP +"\",\""+ PASS +"\"",20,"OK");
sendCommand("AT+CIPMUX=1",5,"OK");
}
void loop() {
float vlah=bme.readPressure() / 100.0F;
sendCommand("AT+CIPSTART=0,\"TCP\",\""+ HOST +"\","+ PORT,15,"OK");
String cmd = "GET /?temp="+String(bme.readTemperature())+"&vlah="+String(vlah)+"&davlen="+String(bme.readHumidity())+" HTTP/1.1\r\nHost: 192.168.0.185\r\n\r\n";// GET запрос на локальный сервер,temp,vlah,davlen переменые в которые заносяться данные с датчика и заносяться в бд.
sendCommand("AT+CIPSEND=0," +String(cmd.length()+4),4,">");
esp8266.println(cmd);delay(1500);countTrueCommand++;
sendCommand("AT+CIPCLOSE=0",5,"OK");
delay(100000);
}
void printValues() {
Serial.print("Temperature = ");
Serial.print(bme.readTemperature());
Serial.println(" *C");
Serial.print("Pressure = ");
Serial.print(bme.readPressure() / 100.0F);
Serial.println(" hPa");
Serial.print("Humidity = ");
Serial.print(bme.readHumidity());
Serial.println(" %");
Serial.println();
}
void sendCommand(String command, int maxTime, char readReplay[]) {
Serial.print(countTrueCommand);
Serial.print(". at command => ");
Serial.print(command);
Serial.print(" ");
while(countTimeCommand < (maxTime*1))
{
esp8266.println(command);//at+cipsend
if(esp8266.find(readReplay))//ok
{
found = true;
break;
}
countTimeCommand++;
}
if(found == true)
{
Serial.println("OYI");
countTrueCommand++;
countTimeCommand = 0;
}
if(found == false)
{
Serial.println("Fail");
countTrueCommand = 0;
countTimeCommand = 0;
}
found = false;
}
Готово. Данные температуры, передадутся в виде переменных в базу данных.
Как видите моя метеостанция требует начальных знаний веб программирования, но результат стоит того.